JP2001206740A

JP2001206740A - 低圧複層ガラスおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2001206740A
Application number: JP2000015793A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Hase; 広美長谷; Yoshiaki Sugata; 義敬菅田; Takao Tomioka; 孝夫冨岡
Original assignee: Central Glass Co Ltd
Current assignee: Central Glass Co Ltd
Priority date: 2000-01-25
Filing date: 2000-01-25
Publication date: 2001-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】低圧複層ガラスを容易に製造でき長期にわたっ
て間隙部の圧力を保持できる構成を提供する。【解決手段】低圧複層ガラスの周辺端部を気体透過率の
低い有機高分子材料で封止し、封着材を経て低圧複層ガ
ラスの間隙部に侵入してくる気体分子をゲッター材で吸
着して間隙部の初期圧力を長期にわたって保持する。ま
た、これにより低圧複層ガラスの無鉛化を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、住宅・非住宅など
の建築分野、自動車・車両・船舶・航空機などの輸送分
野、冷凍庫・冷凍ショーケース・恒温恒湿槽などの設備
機器分野などの省エネルギーを要求される開口部に適用
される高い断熱性能を有する低圧の複層ガラスパネルと
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、省エネルギーに優れた快適で健康
な住環境をつくるため、従来に増して断熱性能を有する
複層ガラスの使用頻度が高まり、急速に普及している。

【０００３】この複層ガラスパネルとして、対向する板
ガラスにより形成される空間を低圧にした複層ガラスパ
ネルが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】複層ガラスの内部空間
を減圧して高断熱性の低圧複層ガラスとするためには、
内部空間の圧力を１０Ｐａ以下、好ましくは１Ｐａ以下
まで減圧する必要がある。しかし、そのような低い圧力
を長期にわたって、例えば、１０年以上保持するために
は気体を透過させない材料で複層ガラスの周辺端部を密
閉しなければならない。この密閉のために用いる材料と
して、金属系材料、有機高分子系材料、ガラス系材料が
あげられている。この中で金属系材料はガラスとの接着
性、耐久性などに問題があり、有機高分子系材料は低圧
空間の長期保持などに問題がある。そのため、圧力の保
持性や耐久性に優れたガラス系材料が封着材料として採
用されている。

【０００５】しかし、ガラス系材料は封着を行うために
４００〜５００℃の加熱プロセスや大型の加熱装置を必
要とするので低圧複層ガラスのコストアップの大きな要
因となっていた。また、封着材料として満足できる物性
を得るためには、多量の鉛を含有せざるを得ないという
現実的な問題があり、低圧複層ガラスから鉛成分が環境
に流出したり、廃棄時にコストがかかる等の問題点があ
った。本発明は以上を鑑みて、環境への負荷が大きい鉛
成分を封着材として使用する量を大幅に削減する、ある
いは、全く使用せずに低圧空間を長期に保持できる低圧
複層ガラスの構成とその製造方法を提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の低圧複層ガラス
は、２枚の板ガラスを点状、線状または網状スペーサー
で所定の間隔で隔置し、周辺端部を封着材により密封し
て、低圧空間が形成される低圧複層ガラスにおいて、低
圧空間に活性化されたゲッター材を設けることを特徴と
する。

【０００７】また、周辺端部の封着材が高分子材料であ
り、外交分子材料の２５℃での窒素気体の透過係数が６
×１０^-11ｃｍ³・ｃｍ／ｓｅｃ・ｃｍ²・Ｐａ以下であ
ることを特徴とする。

【０００８】また、複層ガラスの間隙部の開口部に接し
て金属製容器を配設し、該金属製容器の内に活性化され
たゲッター材を設け、該金属製容器の材質が２５℃での
熱伝導率が１００Ｗ／ｍ℃以下であることを特徴とす
る。

【０００９】また、活性化されたゲッター材は、窒素気
体の吸着速度が１００ｃｍ³／ｓｅｃ・ｃｍ²以上であ
り、表面積が１ｍｍ²以上であることを特徴とする。

【００１０】また、少なくとも一つ以上のコーナー部が
斜めに切断され、切断部位の開口部の長さが５ｍｍ以上
であり、該コーナー部が活性化されたゲッターを内に設
けている金属製容器で覆われ、複層ガラスの間隙部の排
気を行う排気チューブが該金属製容器の中に納められて
いることを特徴とする。

【００１１】また、２枚の板ガラスを点状、線状または
網状スペーサーで所定の間隔で隔置し、周辺端部を封着
材により密封して、複層ガラスの間隙部を所定の圧力ま
で減圧した後に、低圧空間に存在するゲッター材を加熱
して活性化させ、さらに間隙部の排気を行った後で開口
部の封止を行うことを特徴とする低圧複層ガラスの製造
方法である。

【００１２】

【発明の実施の形態】２枚の板ガラスとは、クリアなフ
ロート板ガラス、低放射膜付ガラス、熱線吸収板ガラ
ス、熱線反射板ガラス、高性能熱線反射板ガラス、線入
板ガラス、網入板ガラス、型板ガラス、強化ガラス、倍
強度ガラス、低反射板ガラス、高透過板ガラス、摺りガ
ラス、タペスティ（フロスト）ガラス、セラミックス印
刷ガラス、合わせガラスなど各種板ガラスを適宜組み合
わせることができるが、少なくとも１枚はこれら各種板
ガラスに特殊金属膜をコーティングした低放射板ガラス
を採用すると断熱性能が高くなるので好ましい、この場
合本発明では比較的垂直放射率の高いＣＶＤ法により成
膜したものは勿論、垂直放射率の低いスパッタリング法
により成膜したコーティング膜を採用することができ
る。

【００１３】さらに、当該低放射板ガラスは、ＪＩＳ
Ｒ３１０６ー１９８５（板ガラスの透過率・反射率・日
射熱取得率試験方法）に定める垂直放射率が０.２０以
下の、好ましくは０.１０以下のガラスを１枚以上使用
したもの、または垂直放射率が０.３５以下の、好まし
くは０.２５以下のガラスを２枚使用したものであるこ
とが好ましい。

【００１４】２枚の板ガラスの板厚は通常、ともに１.
９ｍｍ以上のものが用いられるが、強化ガラスの場合
で、とくに化学強化ガラスなどの場合はこの限りではな
く、１.９ｍｍ以下のものを用いることもできる。

【００１５】２枚の平面板の間隔を保持する点材、線材
または網材スペーサー用材料としては、使用する板種に
比べ硬度が低く、かつ適切な圧縮強さを有するものであ
れば、とくに限定されないが、金属、合金、鉄鋼、セラ
ミックスまたはプラスチックが好ましい。金属では鉄、
銅、アルミニウム、タングステン、ニッケル、クロム、
チタンなど、合金、鉄鋼では炭素鋼、クロム鋼、ニッケ
ル鋼、ステンレス鋼、ニッケルクロム鋼、マンガン鋼、
クロムマンガン鋼、クロムモリブデン鋼、珪素鋼、真
鍮、ハンダ、ニクロム、ジュラルミンなどが用いられ
る。点材スペーサーは球状、円柱状、角柱状などで例え
ば格子状に配置する。

【００１６】線材スペーサーは断面が円形、半円形、角
形などで、直線状と曲線状のものがあり、網状スペーサ
ーは角形、菱形などが用いられる。金属または合金をセ
ラミックスまたはプラスチックでコーティングしたもの
では、着色することにより意匠性を向上させるととも
に、金属特有の反射を抑制することができる。

【００１７】点状、線状または網状スペーサーの配設間
隔は１００ｍｍ以下であり、７５ｍｍ以下が好ましい。

【００１８】これらスペーサーの配設は、当該配設間隔
の範囲内であれば、規則的でも不規則的でも構わない。

【００１９】２枚の平面板の間隔は０.０５ｍｍ以上、
２.０ｍｍ以下であり、０.１ｍｍ以上、１.０ｍｍ以下
が好ましい。

【００２０】複層ガラスの周縁端部に用いる封着材は、
高分子材料から成る封着材を用いる。当該高分子材料
は、ＪＩＳＺ１７０７に準拠した方法で測定した２５
℃での窒素透過係数が６×１０^-11ｃｍ³・ｃｍ／ｓｅｃ
・ｃｍ²・Ｐａ以下であることが好ましい。

【００２１】封着材に、水蒸気または低分子量物を吸着
するシリカゲル、活性炭、活性白土、ゼオライト、酸素
吸着剤などの吸着剤を６０重量％以下、好ましくは５０
重量％以下の割合で充填すると間隙部に気体が透過しに
くくなり好ましい。さらに、封着材にステンレス鋼、鉄
鋼、ニッケル鋼、チタン鋼、銅、錫等の金属製の芯材を
埋設すると、この芯材が気体の透過を妨ぐのでより好ま
しい。

【００２２】前述の高分子材料の母材として、上記透過
係数の条件を満たしておればよく、ポリイソブチレン、
シリコーン、ポリサルファイド、ポリエチレン系、ポリ
プロピレン系、ポリ弗化ビニリデン（ＰＶＤＦ）や信越
化学工業社製の液状射出成形用フッ素ゴムの「ＳＩＦＥ
Ｌ６１０」、「ＳＩＦＥＬ６１２」、「ＳＩＦＥＬ６５
０」、「ＳＩＦＥＬ６１１」、「Ｘ−７０−６３１」
（以上商品名）等のフッ素樹脂系、ポリアクリロニトリ
ル、ポリメタクリロニトリル、Ｍｏｎｓａｎｔｏ社製の
「ロパッグ」（商品名）、Ｓｏｈｉｏ社製の「バーレッ
クス」（商品名）、ポリエチレンテレフタレート、ナイ
ロン６、ナイロン６６などのポリアミド系、アネルバ社
製の「スーパーバックシール」（商品名）などのエポキ
シ系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ弗化ビニル、ポリイミ
ドなどの有機高分子に、必要に応じて粘着付与剤や可塑
剤などを添加したもの、また必要に応じて充填材として
炭酸カルシウム、タルク、マイカ、シリカ、カーボンブ
ラック、超微粉末シリカ、超微粉末チタニアなどを用い
て複合したものも使用することができる。

【００２３】低圧複層ガラスの周辺端部の封着材を透過
する気体や、板ガラス、封着材からの発生気体をゲッタ
ー材に吸着させ、間隙部の初期圧力を長期にわたって保
持するためには、活性化されたゲッター材は、ＪＩＳ
Ｂ８３１６に準拠した方法で測定される窒素気体の吸
着速度が１００ｃｍ³／ｓｅｃ・ｃｍ²以上であり、ゲッ
ター材の表面積が１ｍｍ²以上であることが好ましい。

【００２４】上記ゲッター材として、Ｂａ、Ｂａ−Ａｌ
系合金の蒸発型、Ｚｒ−Ａｌ系合金、Ｔｉ、Ｚｒ−Ｔｉ
系合金、Ｚｒ−Ｖ−Ｆｅ系合金、Ｚｒ粉末とグラファイ
ト粉末の焼結体などの非蒸発型が使用できる。

【００２５】これらのゲッター材は常温では表面の酸化
被膜層や窒化被膜層などが保護層となって気体の吸着能
力がなく不活性である。しかし、真空中で加熱すると活
性化される。蒸発型の場合、金属が壁面に蒸着し、清浄
な金属面が表面に現れ、気体を吸着し始める。また、非
蒸発型の場合、被膜層が金属の内部に拡散し、清浄な金
属面が表面に現れ、気体を吸着し始める。

【００２６】低圧複層ガラス内で周辺端部の封着材を透
過する気体や、板ガラス、封着材からの発生気体を吸着
するゲッター材を活性化させるためにはゲッターを上述
した理由により加熱する必要ある。ガラスの熱割れを発
生させないために活性化されたゲッター材が金属製容器
内に設けることが好ましい。ゲッターの加熱の際に金属
製容器からガラスへ熱が伝播するのを防ぐためには金属
の熱伝導率が小さい方が好ましく、２５℃での熱伝導率
が１００Ｗ／ｍ℃以下であることが好ましい。

【００２７】金属製容器のには、鉄、タングステン、ニ
ッケル、クロム、チタン、炭素鋼、クロム鋼、ニッケル
鋼、ステンレス鋼、ニッケルクロム鋼、マンガン鋼、ク
ロムマンガン鋼、クロムモリブデン鋼、珪素鋼、真鍮な
どを用いることができる。

【００２８】前記の金属製容器は複層ガラスのコーナー
部にあると外観がよく好ましい。具体的には、複層ガラ
スセルの少なくとも一つ以上のコーナー部が上視で斜め
に切断されており、切断部位が５ｍｍ×間隙部間隔以上
の開口部を有し、そのコーナー部が活性化されたゲッタ
ー材が存在している金属製容器で覆われている。

【００２９】また、複層ガラスの間隙部の排気を行う排
気チューブが上記金属製容器の内部に納められていると
低圧複層ガラスの外観が良くなり好ましい。

【００３０】排気チューブは金属製あるいは、ガラス製
のチューブが使用できる。金属製のチューブには鉄、タ
ングステン、ニッケル、クロム、チタン、炭素鋼、クロ
ム鋼、ニッケル鋼、ステンレス鋼、ニッケルクロム鋼、
マンガン鋼、クロムマンガン鋼、クロムモリブデン鋼、
珪素鋼、真鍮、錫、ハンダ、ニクロム、アルミニウム、
ジュラルミンなどが使用でき、ガラス製のチューブには
ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、低融点ガラス
が使用できる。かかる排気チューブを、低融点ガラス、
はんだ、ロー材、有機高分子材料などを用いて、金属製
容器に封止接続する。

【００３１】かかる複層ガラスの排気チューブを真空装
置に連結し、複層ガラスの間隙部を所定の圧力まで減圧
した後に、低圧空間に存在するゲッター材を加熱して活
性化させ間隙部の最終的な排気及び長期的な圧力維持を
行うと低圧複層ガラスを効率的に製造でき好ましい。こ
の時、排気チューブの封止はゲッター材を活性化させる
前に行ってもよいが、ゲッター材の活性化後に行った方
がより好ましい。

【００３２】以上に記述したように、ゲッター材を設け
ることは、周辺端部を高分子材料で封着した低圧複層ガ
ラスに対し、低圧空間の圧力を維持するための有効な手
段であり、長期の使用を可能とするものである。さら
に、周辺端部の封着材に低融点ガラス、はんだ、ロー材
等の低融点金属などの高分子材料以外の材料を用いた低
圧複層ガラスにおいても、ゲッター材を設けることは、
封着材料からの気体の発生や大気が微量に流入する場合
などに対し、低圧空間の圧力を長期間維持するための有
効な手段である。

【００３３】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
詳細に説明する。

【００３４】実施例１本実施例における低圧複層ガラスの斜視図を図１に示
す。本実施例における図１のａーａ’断面およびｂ−
ｂ’断面のコーナー部付近を、それぞれ図２、図３に示
す。２枚の板ガラス２、３は、いずれも厚さ３ｍｍであ
り、寸法が１０４０ｍｍ×１０４０ｍｍのフロート板ガ
ラスで、いずれの板ガラスも一つのコ−ナー部におい
て、頂点から辺に沿って２５ｍｍの範囲を切り取ってお
く。

【００３５】板ガラス２は低圧の空間側に垂直放射率
０．０７の低放射膜をコーティングしている。

【００３６】板ガラス３に、ＳＵＳ４３０で作製した、
０．５mmφ高さ０．２mmの円柱状のマイクロスペーサー
４を２ｃｍ×２ｃｍピッチで配列する。ガラス周辺部に
幅８mm、高さ０．２５mmで５０μmのゼオライト粉末を
３０wt％混合したエポキシ系樹脂のスーパーバックシー
ル（アネルバ社製、商品名）を上記切断コーナー部を除
いて塗付し周辺部の封着材５ａとした。また、封着材５
ａの中央部に、封止性を確実にするために樹脂中央部に
０.２mmφのＡｌ線６を埋設した。上記切断コーナー部
を開口部７とした排気開口部形状を図４に示す。

【００３７】板ガラス２と板ガラス３を十分な荷重を加
えながら合わせ０.２mmの間隔を有する複層体とした。

【００３８】予め、図５に示すコーナー部キャップ１３
を作製する。図６および図７は、それぞれ図５のｃ−
ｃ’断面、ｄ−ｄ’断面を示す。

【００３９】ゲッター材８の周囲を電熱線９で巻き、電
熱線９と導電線１０が連結された金属線を金属製容器の
中に設け、金属線１０を金属容器１２の側壁に設けた穴
から出して、金属線１０の周りを封着材５’で封止す
る。さらにガラス製の排気管１１を封着材５ｃで金属製
容器１２に連結させ、コーナー部キャップ１３とした。
ゲッター材にはＢａ−Ａｌ合金を、電熱線８にはニクロ
ム線を、導線１０にはＣｕ線を用い、さらに金属製容器
１２をステンレス鋼で作製した。

【００４０】コーナー部キャップ１３を板ガラス２と板
ガラス３の複層体の切断コーナーにかぶせ、封着材５ｄ
で密閉封着した。

【００４１】コーナー部キャップ１３を密閉封着した
後、複層体を１１０℃で１時間加熱し、封着材５ａ，５
ｂ，５ｃ，５ｄの樹脂成分を硬化させ強固に一体化した
複層ガラスとし、１１０℃の雰囲気温度を保持したまま
で排気ガラス管１１を図示しない排気装置と連結し複層
ガラスの間隙部を１Ｐａまで排気し、金属製容器１２内
のニクロム線９を電通させ８００℃程度に加熱し、Ｂａ
−Ａｌ合金を蒸発させ、金属製容器１２の内面にＢａー
Ａｌ合金の蒸着膜８’を形成し、ゲッター材とした。活
性化されたゲッター材の表面積は約３ｃｍ²であった。

【００４２】ゲッター材を形成した後、排気管１１を加
熱封止した。加熱封止後の排気管１１は、図３に示すよ
うに金属容器１２からはみ出さない長さにした。さら
に、コーナー部を保護するために、カバー１４を硬質の
塩ビ樹脂で作成し、コーナー部キャップ１３を覆うよう
に取り付け、低圧複層ガラス１を得た。

【００４３】このようにして作製された低圧複層ガラス
の初期露点は−７０℃以下であり、熱貫流率は１.５W/m
^２℃となり、結露しにくく、しかも良好な断熱性能が得
られることを確認した。また、低圧複層ガラスの低圧空
間のゲッター８の周辺端部の封着材を透過する気体や、
板ガラス、封着材からの発生気体を吸着する作用により
長期に渡って初期の熱貫流率を保持することができた。
比較のためにゲッター８を活性化させた場合とさせなか
った場合との低圧複層ガラスを８０℃に保持した時の熱
貫流率の経時変化を示す。

【００４４】

【表１】

【００４５】

【発明の効果】本発明の低圧複層ガラスは、低圧空間の
圧力を長期間維持することを可能にし、特に高分子材料
で周辺端部を封着する低圧複層ガラスの低圧空間の圧力
を活性化されたゲッター材により長期に亘って保持でき
る。これにより低圧複層ガラスの周辺端部を、鉛を含有
する低融点ガラスで封着することが回避され、無鉛化を
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】低圧複層ガラスの斜視図。

【図２】図１中のａ−ａ’の断面図。

【図３】図１中のｂ−ｂ’の要部断面図。

【図４】排気コーナー部。

【図５】コーナーキャップの斜視図。

【図６】図５中のｃ−ｃ’の断面図。

【図７】図５中のｄ−ｄ’の断面図。

【符号の説明】

１低圧複層ガラス２Ｌｏｗ−Ｅ膜付板ガラス３板ガラス４スペーサー５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ封着材６金属線７開口部８ゲッター９電熱線１０導電線１１排気管１２金属製容器１３コーナー部キャップ１４カバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者冨岡孝夫三重県松阪市大口町1510番地セントラル硝子株式会社硝子研究所内Ｆターム(参考） 4G061 AA25 BA01 BA02 BA10 CB02 CB19 CD02 CD13 CD14 CD23 CD25 DA26 DA30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２枚の板ガラスを点状、線状、または網状
スペーサーで所定の間隔で隔置し、周辺端部を封着材に
より密封して、低圧空間が形成される低圧複層ガラスに
おいて、低圧空間に活性化されたゲッター材を設けるこ
とを特徴とする低圧複層ガラス。
【請求項２】周辺端部の封着材が、高分子材料であるこ
とを特徴とするを請求項１に記載の低圧複層ガラス。
【請求項３】周辺端部の封着材が、２５℃での窒素気体
の透過係数が６×１０ ^-11ｃｍ³・ｃｍ／ｓｅｃ・ｃｍ²
・Ｐａ以下の高分子材料であることを特徴とする請求項
１または２に記載の低圧複層ガラス。
【請求項４】複層ガラスの間隙部の開口部に接して金属
製の容器を配設し、該容器の内に活性化されたゲッター
材を設けることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
記載の低圧複層ガラス。
【請求項５】金属製容器は、該金属製容器の材質が２５
℃での熱伝導率が１００Ｗ／ｍ℃以下であることを特徴
とする請求項４に記載の低圧複層ガラス。
【請求項６】活性化されたゲッター材は、窒素気体の吸
着速度が１００ｃｍ³／ｓｅｃ・ｃｍ²以上であり、表面
積が１ｍｍ²以上であることを特徴とする請求項１〜５
のいずれかに記載の低圧複層ガラス。
【請求項７】少なくとも一つ以上のコーナー部が斜めに
切断され、切断部位の開口部の長さが５ｍｍ以上であ
り、該コーナー部が活性化されたゲッターを内に設けて
いる金属製の容器で覆われていることを特徴とする請求
項１〜６のいずれかに記載の低圧複層ガラス。
【請求項８】複層ガラスの間隙部の排気を行う排気チュ
ーブが金属製容器の中に納められていることを特徴とす
る請求項１〜７のいずれかに記載の低圧複層ガラス。
【請求項９】２枚の板ガラスを点状、線状または網状ス
ペーサーで所定の間隔で隔置し、周辺端部を封着材によ
り密封して、複層ガラスの間隙部を所定の圧力まで減圧
した後に、低圧空間に存在するゲッター材を加熱して活
性化させ、さらに間隙部の排気を行った後で開口部の封
止を行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記
載の低圧複層ガラスの製造方法。